ТРИЭТИЛАММОНИЕВАЯ СОЛЬ ТОЗИЛМЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ РЕГУЛЯТОРА РОСТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ Российский патент 2012 года по МПК C07C317/14 C07C317/24 A01N41/10 A01P21/00 

Изобретение относится к способу получения нового химического соединения - триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты следующей формулы:

и использованию его в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений.

Из уровня техники нам не известны способы получения данного соединения, поэтому задачей изобретения является разработка способа получения нового химического соединения - триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты, и применение его в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений.

Поставленная задача решается тем, что новое соединение (II) получают взаимодействием тозилхлорида с метакриловой кислотой последующей обработкой реакционной смеси водным раствором едкого натра, а затем соляной кислотой и взаимодействием промежуточной тозилметакриловой кислоты (I) с триэтиламином по схеме:

Взаимодействие тозилхлорида с метакриловой кислотой проводят при молярном соотношении от 1:1 до 1:3 в присутствии катализатора - хлорида меди (I) или (II) и гидрохлорида триэтиламина (роль которого состоит в превращении солей меди в комплексные соединения, растворимые в органических растворителях) в ацетонитриле при 80-100°C в течение 8-12 ч. Катализатор используют в количестве 1-10 мол.%, гидрохлорид триэтиламина - в количестве 1,5-15 мол.% на взятый сульфонилхлорид. Дегидрохлорирование образующегося аддукта и одновременное превращение непредельной кислоты (I) в водорастворимую натриевую соль осуществляют 5-25%-ным водным раствором едкого натра при 0-5°C. Катализатор и непрореагировавший тозилхлорид отделяют путем фильтрования, фильтрат подкисляют соляной кислотой до pH 1-3 при 0-5°C, выпавшую в осадок тозилметакриловую кислоту (I) отфильтровывают, промывают водой до нейтральной реакции и высушивают. Выход кислоты составляет 45-60%. Взаимодействие тозилметакриловой кислоты (I) с триэтиламином осуществляют в этаноле при температуре 25-40°C и стехиометрическом соотношении реагентов. Выход триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты (II) составляет 95%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Смесь 19,05 г (0,1 моль) тозилхлорида, 30,00 г (0,3 моль) метакриловой кислоты, 0,13 г (2 ммоль) хлорида меди (II), 0,21 г (3 ммоль) гидрохлорида триэтиламина и 40 мл ацетонитрила перемешивают при температуре 95°C в течение 8 ч. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, выливают в 80 мл 15%-ного раствора NaOH при 0-5°C. Раствор отфильтровывают от катализатора и непрореагировавшего сульфонилхлорида, фильтрат подкисляют соляной кислотой при температуре 0-5°C. Выпавший белый осадок отфильтровывают, промывают водой и высушивают.

Выход продукта 60%, температура плавления 146-147°C.

¹H ЯМР (ДМСО d₆) δ, м.д.: 2,15 (3H, s), 2,45 (3H, s), 7,13 (1H, s), 7,45 (2H_аром, d), 7,80 (2H_аром, d), 13,20 (1H, s).

ИК ν, см^-1: 1711 (-C=O), 1623 (C=C), 1593 (Ar), 1314, 1155 (SO₂), 840 (-C=CH-).

Пример 2. Смесь 12,00 г (0,05 моль) тозилметакриловой кислоты и 125 мл этилового спирта нагревают до 40°C и при этой температуре выдерживают до полного растворения тозилметакриловой кислоты. Затем прибавляют раствор 5,05 г (0,05 моль) триэтиламина в 20 мл этилового спирта и реакционную смесь перемешивают при 40°C в течение 30 мин. Этиловый спирт отгоняют под вакуумом при комнатной температуре, продукт сушат.

Выход триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты 95%.

C₁₇H₂₇NO₄S

Вычислено, %: C 59,82; H 7,92; N 4,10; S 9,38.

Найдено, %: C 59,79; H 7,90; N 4,07; S 9,36.

В ИК-спектре триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты имеются полосы поглощения: NH⁺-группы ν в области 2675 см^-1; -C=O-группы: ν в области 1712 см^-1; -C=C-: ν в области 1630 см^-1; аром.: ν в области 1596 см^-1; SO₂-группы: ν в области 1312 см^-1 и 1146 см^-1; -CH=С<: ν в области 836 см^-1.

Испытания стимулирующей активности триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты (II) проводили на семенах яровой пшеницы (сорт «Лада») в сравнении с такими известными стимуляторами корнеобразования как экогель и гетероауксин. Предпосевную обработку семян проводили водными растворами стимуляторов с концентрацией 0,1 мас.%, опыты были заложены в трехкратной повторности. Семена, обработанные соединением (II), отличались повышенной энергией прорастания, всхожестью, увеличивалась длина корня, площадь листьев. В фазе третьего листа высота и масса растения превышали контрольные варианты. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Для выяснения влияния соединения (II) на урожайность вегетирующих растений яровой пшеницы были проведены испытания в полевых условиях Ярославской области (таблица 2). Испытания показали, что применение триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты увеличивает урожайность яровой пшеницы по сравнению с контролем как при предпосевной обработке семян водным раствором этого соединения (концентрация 0,1%), так и при обработке растений в фазе трубкования. Особенно эффективно сочетание этих видов обработки. Колос удлиняется, возрастает число зерен в нем и их масса. Максимальная прибавка урожая по отношению к контролю составляет 4,3 ц/га, что соответствует увеличению урожайности на 22,5%.

Как видно из таблицы 2, соединение (II) (при любом из трех вариантов обработки регулятором) существенно превосходит по всем показателям такой известный регулятор роста как эпин.

Таблица 1 Регулятор роста растений Всхожесть семян, % Высота стебля, см Длина корня, см Высота до первого листа, см Масса растения, г Площадь листьев, см² Контроль (H₂O) 82 20,60 10,00 8,10 2,32 115,20 Экогель 90 31,40 12,30 8,60 2,80 127,28 Гетероауксин 82 25,00 13,80 8,60 2,75 120,78 Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты 98 38,30 16,50 6,60 3,25 144,00

Таблица 2 Регулятор роста растений Вариант обработ-ки регулято-ром Высота растений, см Длина колоса, см Количество зерен в колосе, шт. Масса зерна в колосе, г Масса 1000 зерен, г Урожай, ц/га Прибавка урожая по отношению к контролю Контроль (H₂O) А 95 7,5 18 0,62 27,1 19,1   Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты А 97 8,6 21 0,80 31,5 22,2 3,1 (16,2%) Б 97 8,5 20 0,78 32,0 22,1 3,0 (15,7%) А+Б 107 9,0 25 0,84 32,5 23,4 4,3 (22,5%) Эпин А 95 7,2 18 0,65 27,1 19,0 - Б 94 7,2 18 0,69 27,0 20,0 0,9 (4,7%) А+Б 95 8,0 20 0,73 30,2 21,5 2,4 (12,6%) А - предпосевная обработка семян; Б - обработка в фазу трубкования; А+Б - совместная обработка по вариантам А и Б. Концентрация водных растворов регуляторов 0,1%.

Изобретение относится к триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты следующей формулы:

.

Изобретение также относится к способу получения указанного соединения и к его использованию в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений. Технический результат - разработан способ получения нового химического соединения - триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты, которая может найти применение в сельском хозяйстве. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.

1. Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты формулы

2. Способ получения триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты, заключающийся во взаимодействии тозилхлорида с метакриловой кислотой в молярном соотношении от 1:1 до 1:3 в присутствии катализатора хлорида меди (I) или (II) в количестве 1-10 мол.% на взятый сульфонилхлорид и гидрохлорида триэтиламина в количестве 1,5-15 мол.% на взятый сульфонилхлорид в среде ацетонитрила при 80-100°С в течение 8-12 ч, дегидрохлорировании реакционной смеси 5-25%-ным водным раствором едкого натра при температуре 0-5°С, последующем отделении катализатора и непрореагировавшего тозилхлорида путем фильтрования, подкислении фильтрата соляной кислотой до рН 1-3 при 0-5°С, фильтровании выпавшей в осадок тозилметакриловой кислоты и ее последующем взаимодействии с триэтиламином.

3. Триэтиламмониевая соль тозилметакриловой кислоты, применяемая в качестве регулятора роста сельскохозяйственных растений.